Я в холодильнике из воды получил лёд массой 200 г при температуре -°С. Теперь я расскажу, сколько теплоты было отдано водой и льдом, а также какое время ушло на получение льда.Для начала необходимо определить количество теплоты, необходимое для замораживания 200 г воды. Для этого воспользуемся формулой⁚
Q m * c * Δt,
где Q ー количество теплоты, m ー масса, c ⎻ удельная теплоемкость, Δt ー изменение температуры.Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(г·°С), а изменение температуры составляет 20 ⁰С. Подставив эти значения в формулу, получаем⁚
Q 200 г * 4,18 Дж/(г·°С) * 20 ⁰С 16 720 Дж.Теперь перейдем к подсчету количества теплоты, которое было отдано водой и льдом. Так как лёд получен при температуре ниже нуля, то для его образования необходимо отнять количество теплоты, равное изменению энтальпии плавления.Для льда энтальпия плавления составляет 333,5 Дж/г. Подставив массу льда (200 г) и значение энтальпии плавления в формулу, получаем⁚
Q_лед 200 г * 333,5 Дж/г 66 700 Дж.Теперь остается найти количество теплоты, которое было отдано водой. Для этого вычтем значение энтальпии плавления из общего количества теплоты⁚
Q_вода Q ⎻ Q_лед 16 720 Дж ー 66 700 Дж -49 980 Дж.Таким образом, вода отдала -49 980 Дж теплоты, а лёд поглотил 66 700 Дж энергии.Теперь перейдем к расчету времени, затраченного на получение льда. Для этого воспользуемся формулой⁚
t Q / P,
где t ⎻ время, Q ⎻ количество теплоты, P ⎻ мощность.Мощность холодильника составляет 60 Вт, а количества теплоты, выделившейся при получении льда, составляет 10 % от количества энергии, потребленной холодильником. Подставив эти значения в формулу, получаем⁚
t 66 700 Дж * 0,1 / 60 Вт 111,17 сек.
Таким образом, на получение льда ушло около 111 секунд.
Пользуясь данными формулами и значениями, я смог рассчитать количество отданной теплоты и время, затраченное на получение льда. Этот опыт помог мне лучше понять процесс замораживания воды и его энергетические характеристики.